курсовой проект Бугаёвой. Курсовой проект по пахт разработать конструкцию и рассчитать конденсатор для охлаждения и конденсации газового потока состава 50 H

• Название: Курсовой проект по пахт разработать конструкцию и рассчитать конденсатор для охлаждения и конденсации газового потока состава 50 H
• Дата: 06.05.2021
• Размер: 1.24 Mb.
• Имя файла: курсовой проект Бугаёвой.docx
• Тип: Курсовой проект; #202308
• страница: 3 из 9

1.2 Краткий обзор существующего аппаратурного оформления процесса

Производства охлаждение газового потока является теплообменным процессом, следовательно, для осуществления данного процесса необходимо применение теплообменных аппаратов. Эти аппараты широко распространены в химической технологии и смежных отраслях промышленности. Из всего разнообразия таких аппаратов выделяются кожухотрубчатые теплообменники, составляющие около 80% от общего выпуска теплообменных аппаратов для химической промышленности. Такое широкое распространение этого вида теплообменников связано с простотой в изготовлении и надежностью в эксплуатации этих аппаратов. В то же время кожухотрубные теплообменники достаточно универсальны, т.е. могут быть использованы для осуществления теплообмена между газами, парами, жидкостями в любом сочетании теплоносителей и в широком диапазоне их давлений и температур. Такой теплообменник обычно компонуется в зависимости от его назначения с рядом других аппаратов, тогда действующая технологическая цепочка всех связанных друг с другом аппаратов будет действовать непрерывно. Главный фактор, который будет обеспечивать бесперебойную работу – это надежность конструкции основных аппаратов. Из вышесказанного можно сделать вывод, что лучшими аппаратами для охлаждения газового потока будут являться кожухотрубчатые теплообменники. Также, возможно оформление данного процесса и в других видах теплообменников, например, теплообменники «труба в трубе» или теплообменники с поверхностью теплообмена, изготовленной из листового материала (пластинчатые и спиральные). Рассмотрим подробнее эти виды аппаратов.

1.2.1Кожухотрубчатые теплообменники

В кожухотрубчатых теплообменниках обычно применяют трубы внутренним диаметром не менее 12 мм и не более 38 мм, так как при увеличении диаметра труб значительно снижается компактность теплообменника и возрастает его металлоемкость.

Длина трубного пучка колеблется от 0,9 до 5...6 м. Толщина стенки труб — от 0,5 до 2,5 мм. Трубные решетки служат для закрепления в них труб при помощи развальцовки, запайки или сальниковых соединений. Кожух аппарата представляет собой цилиндр, сваренный из одного или нескольких стальных листов. Он снабжен фланцами, к которым болтами крепятся крышки. Толщина стенки кожуха определяется максимальным давлением рабочей среды и диаметром аппарата, но не делается тоньше 4 мм. Из-за различия температур греющей и нагреваемой сред кожух и трубы работающего аппарата также имеют различные температуры. Для компенсации напряжений, возникающих в результате различия температурных расширений труб и кожуха, применяют линзовые компенсаторы, U- и W-образные трубы, теплообменники с плавающими камерами (рис. 3).





Рисунок. 3. Кожухотрубчатые рекуперативные теплообменные аппараты: а, б — с жестким креплением труб в трубных решетках; в — с линзовыми компенсаторам корпуса; г, д — с U- и W-образными трубками; е — с нижней плавающей распределительной камерой
Достоинства кожухотрубных теплообменников:

1. 
   компактность;
   
2. 
   небольшой расход металла;
   

1. 
   легкость очистки труб изнутри (за исключением теплообменников с U-образными трубами).
   

Недостатками таких теплообменников являются:

1. 
   трудность пропускания теплоносителей с большими скоростями (этот недостаток в известной мере устраняется в многоходовых и элементных теплообменниках);
   
2. 
   трудность очистки межтрубного пространства и малая доступность его для осмотра и ремонта;
   
3. 
   трудность изготовления из материалов, не допускающих развальцовки и сварки (чугун, ферросилид и др.)
   

1.2.2 Змеевиковые и секционные рекуперативные теплообменные аппараты.
Секционные теплообменники (рис. 4, б), как и кожухотрубчатые, применяют в самых различных областях. Они характеризуются меньшим, чем в кожухотрубчатых аппаратах, различием скоростей в межтрубном пространстве и в трубах при равных расходах теплоносителей. Из них удобно подбирать необходимую площадь поверхности нагрева и изменять ее в случае необходимости. Однако у секционных теплообменников велика доля дорогостоящих элементов — трубных решеток, фланцев, переходных камер, калачей, компенсаторов и т. п.; выше расход металла на единицу поверхности нагрева, больше длина пути теплоносителей, а следовательно, больше расход электроэнергии на их прокачку. В случае малых тепловых мощностей секции выполняют по типу теплообменников «труба в трубе», у которых в наружную трубу вставлена единственная внутренняя труба меньшего диаметра (рис. 4, в).

Разборные многопоточные теплообменники «труба в трубе» нашли применение в технологических установках заводов нефтяной, химической, газовой и других отраслей промышленности при температурах от - 40 до +450 °С и давлениях до 2,5...9,0 МПа. Для улучшения теплообмена трубы могут иметь продольные ребра или поперечную винтовую накатку.



Рисунок. 4. Змеевиковые и секционные рекуперативные теплообменные аппараты: а — с витой трубчатой поверхностью нагрева (змеевиковый); б — секционный; в — «труба в трубе»

Преимущества теплообменников «труба в трубе»:

1. 
   высокий коэффициент теплопередачи вследствие большой скорости обоих теплоносителей;
   
2. 
   простота изготовления.
   

Недостатки этих теплообменников:

1. 
   громоздкость;
   
2. 
   высокая стоимость ввиду большого расхода металла на наружные трубы, не участвующие в теплообмене;
   
3. 
   трудность очистки межтрубного пространства